МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЫБРОСОВ ОТ ОБЪЕКТОВ

ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

1. Настоящая методика устанавливает порядок расчета максимальных и валовых выбросов загрязняющих атмосферу веществ от проектируемых и действующих объектов очистных сооружений производительностью не более 500 м3 в сутки, в том числе от сооружений совместной очистки промышленных и хозяйственно-бытовых стоков, ливневой канализации, очистных сооружений животноводческих комплексов, очистных сооружений предприятий пищевой промышленности.

Требования настоящего методического пособия применяются при расчете величин выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, которые могут использоваться при:

- инвентаризации и нормировании выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;

- оценке воздействия на окружающую среду и проведении государственных экспертиз;

- исчислении налога за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух;

- установлении разрешенных величин выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;

- разработке проектной документации на строительство, реконструкцию, расширение, техническое перевооружение, модернизацию, изменение профиля производства, ликвидацию объектов и комплексов;

- ведении учета выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду;

- ведении отчетности о выбросах загрязняющих веществ в атмосферный воздух;

- иных мероприятиях по охране атмосферного воздуха, предусмотренных законодательством Кыргызской Республики.

Методика по расчету выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от объектов очистных сооружений разработано с целью создания единой методологической основы по определению выбросов загрязняющих веществ от открытых поверхностей испарения очистных сооружений и устанавливает порядок определения выбросов загрязняющих веществ от объектов очистных сооружений расчетным методом, используя зависимость между значениями величин равновесных концентраций загрязняющих веществ и их выделением в атмосферный воздух.

Наименование, коды, классы опасности загрязняющих веществ даны в соответствии с СТБ 17.08.02-01.

В случаях, когда на проектируемом производстве (объекте, комплексе) применяются технологии и (или) материалы, сведения по которым в настоящем методическом пособии отсутствуют, для оценки выбросов допускается использовать значения технологических нормативов загрязняющих веществ, полученные при помощи инструментальных методов на действующем производстве (объекте, комплексе) с аналогичными технологиями и (или) материалами, а также ориентировочная масса выбросов загрязняющих веществ по объектам-аналогам. Данные объекта-аналога по массам выбросов загрязняющих веществ могут определяется на основании данных учетной документации в области охраны окружающей среды, актов инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, проектов нормативов допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и другой обоснованной информации, и пересчитываются пропорционально производственной мощности проектируемого объекта.

Требования настоящей методики обязательны для применения юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, осуществляющими расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от объектов очистных сооружений.

2. Характеристика объектов очистки стоков как источников выделения загрязняющих веществ и источников выбросов.

Перечень загрязняющих веществ, для которых устанавливаются нормативы допустимых выбросов в атмосферный воздух

2.1 Стоки, поступающие на очистку, содержат в своем составе органические вещества и минеральные соли, которые, в свою очередь, содержат углерод, водород, соединения азота и серы, способные образовывать летучие загрязняющие вещества (метан, углеводороды, сероводород, аммиак).

2.2 Очистка стоков от загрязнений осуществляется на сооружениях искусственной и естественной биологической очистки и заключается в выделении их из стоков путем отстаивания и (или) в биохимическом разложении загрязнений. Биохимическое разложение идет как без присутствия кислорода (анаэробное), которое идет с выделением метана, летучих органических соединений, сероводорода (и других летучих органических соединений, содержащих серу), аммиака (и других летучих органических соединений, содержащих азот), так и присутствии кислорода, которое идет с выделением нетоксичных веществ двуокиси углерода, элементарной серы, молекулярного азота.

2.3 Для первичной (механической) стадии очистки используют песколовки, отстойники, решетки и другие сооружения, выполняющие функции извлечения из стоков всевозможных взвесей. На первой стадии также идут процессы биохимического разложения веществ, содержащихся в стоках, как без присутствия кислорода, так и при его присутствии.

2.4 Для аэробной очистки стоков (в присутствии кислорода воздуха) используют аэротенки, капельные фильтры (биофильтры), циркуляционные каналы и т.п. В таких сооружениях идут преимущественно аэробные биохимические процессы. Но имеют место и анаэробные биохимические процессы.

2.5 Осветленные во вторичных отстойниках стоки направляются, как правило, на биопруды, в которых окончательно оседают взвеси, завершаются биохимические процессы, а минеральные соли используются (кроме хлоридов) для прироста биомассы водных растений.

Взвеси, удаленные из стоков в отстойниках и песколовках, складируют на песковых и иловых площадках, и поскольку они содержат органические вещества, то на площадках идут биохимические процессы.

2.6 При осуществлении технологических процессов очистки стоков нормированию подлежат выбросы:

- метана (код 0410) – для всех летучих органических соединений, не содержащих серу и (или) азот, пересчет летучих органических соединений, не содержащих серу и (или) азот, на метан осуществляется в соответствии с 2.8;

- аммиака (код 0303) – для всех летучих органических соединений, содержащих азот, пересчет летучих органических соединений, содержащих азот, на аммиак осуществляется в соответствии с 2.9;

- сероводорода (код 0333) – для всех летучих органических соединений, содержащих серу, пересчет летучих органических соединений, не содержащих серу, на сероводород осуществляется в соответствии с 2.10;

- бром (код 0307), гидрохлорид (водород хлорид, соляная кислота) (код 0316), сера диоксид (ангидрид сернистый, сера (IV) оксид, сернистый газ) (код 0330), углерод оксид (окись углерода, угарный газ) (код 0337), хлор (код 0349).

Под летучими органическими соединениями для целей настоящей методики понимаются загрязняющие вещества согласно приложению Г "Перечень летучих органических соединений (ЛОС) по группам" к СТБ 17.08.02-01, включая метан.

2.7 Приведенные в методике значения величин равновесных концентраций для некоторых объектов очистных сооружений получены на основе статистически обработанных результатов измерений величин выбросов от действующих объектов. Удельные показатели выделения загрязняющих веществ разработаны на основе результатов инструментальных измерений концентраций загрязняющих веществ на различных типах сооружений очистки промышленных и хозяйственно-бытовых стоков.

2.8 Выбросы загрязняющих веществ для сооружений совместной очистки промышленных и хозяйственно-бытовых стоков, ливневой канализации, очистных сооружений животноводческих комплексов, очистных сооружений предприятий пищевой промышленности могут рассчитываться согласно Методики расчета выбросов загрязняющих веществ при производстве нефтепродуктов на основании величин удельных показателей выделения загрязняющих веществ.

2.9 Летучие органические соединения, не содержащие серу и (или) азот, пересчитываются на метан по формуле:

МCH4 = Mi ´ 16/ mi (1)

где Mi – выброс i-того летучего органического загрязняющего вещества, не содержащего серу и (или) азот, г/с, т/год; mi – молекулярная масса i-того загрязняющего вещества.

2.10 Летучие органические соединения, содержащие серу, пересчитываются на сероводород по формуле:

М_H2S = M_i ´ 34/ m_i (2)

где M_i – выброс i-того летучего органического загрязняющего вещества, содержащего серу, г/с, т/год; m_i – молекулярная масса i-того загрязняющего вещества.

2.11 Летучие органические соединения, содержащие азот, пересчитываются на аммиак по формуле:

М_NH3 = M_i ´ 17/ m_i (3)

где Mi – выброс i-того летучего органического загрязняющего вещества, содержащего азот, г/с, т/год; mi – молекулярная масса i-того загрязняющего вещества.

3. Правила расчета выбросов загрязняющих веществ

3.1. Максимальный выброс i-того загрязняющего вещества, Мi, г/с, рассчитывается по формуле:

М_i  = 2,905 ´ F ´ К_у ´ С_imax ´ К_м ´  ´ 10^-7,                       (4)

где 2,905 – коэффициент преобразования, рассчитанный для скорости ветра 4 м/с на высоте 1,5 м от поверхности воды или перекрытия;

F – площадь поверхности испарения объекта очистного сооружения, м²;

К_у – коэффициент перекрытия объекта очистного сооружения, определяемый по таблице 1;

С_imax – максимальное значение равновесной концентрации загрязняющего вещества, мг/м³ при нормальных условиях (температура 0°С, давление 101.3 кПа), определяемое для некоторых объектов очистки промышленных стоков и объектов очистки хозяйственно-бытовых стоков по таблицам 5, 6, а для других объектов очистных сооружений, не указанных в таблицах 5, 6, рассчитываемое Методики расчета выбросов загрязняющих веществ при производстве нефтепродуктов;

К_м – коэффициент учета зависимости величин выбросов от стадии очистки (места объекта в схеме очистки), определяемый по таблицам 2, 3;

m_i – молекулярная масса i-того загрязняющего вещества, определяемая по таблице 4.

5.2. Валовой выброс загрязняющего вещества, G_i, т/год рассчитывается по формуле;

G_i = 6,916 ´ F ´ К_у ´ C_cp ´ К_м ´ ´ t ´ 10^-10, (5)

где 6,916 – коэффициент преобразования, рассчитан для скорости ветра 2,2 м/с на высоте 1,5 м от поверхности воды или перекрытия.

F, К_у, К_м, m_i – то же, что и в формуле (4);

С_{i ср} – среднее значение равновесной концентрации загрязняющего вещества, мг/м³ при нормальных условиях (температура 0°С, давление 101.3 кПа), определяемое для некоторых объектов очистки промышленных стоков и объектов очистки хозяйственно-бытовых стоков по таблицам 5, 6, а для других объектов очистных сооружений, не указанных в таблицах 5, 6, Методики расчета выбросов загрязняющих веществ при производстве нефтепродуктов;

t – время эксплуатации объекта очистного сооружения, ч/год. Для объектов очистных сооружений, у которых поверхность испарения покрыта льдом в холодное время года, время эксплуатации уменьшают на величину, равную продолжительности нахождения льда на поверхности испарения, ч/год.

5.3. Для объектов очистных сооружений, не указанных в таблицах 5, 6, равновесная концентрация загрязняющего вещества, С_{i max,} мг/м³, растворенного в сточной воде, рассчитывается по формуле:

С_i = 1,0566 ´ P_i ´ С_вi ,                                                    (6)

где Р_i – давление насыщенного пара чистого i-го жидкого загрязняющего вещества при 0°С или константа Генри чистого i-го газообразного загрязняющего вещества при 0°С, мм.рт.ст, определяемые по таблицам 7, 8;

С_вi – массовая концентрация загрязняющего вещества в стоках, поступающих на очистку, г/л.

5.4. Для очистных сооружений, имеющих в своем составе устройства для сбора с поверхности сточной воды пленки нефтепродуктов, растворителей (нефтеловушки, мазутоловушки, флотаторы и т.д.), равновесная концентрация загрязняющего вещества, С_{i max,} мг/м³, рассчитывается по формуле:

С_i = 58,74 ´ P_i ´ m_i, (7)

где Р_i – давление насыщенного пара чистого i-го жидкого вещества при 0°С или константа Генри чистого i-го газообразного вещества при 0°С, мм.рт.ст, определяемые по таблицам 7, 8;

m_i – молекулярная масса i-го вещества.

5.5. Максимальный выброс i-того загрязняющего вещества от песковых и иловых площадок, М_i, г/с, рассчитывается по формуле:

M_i= 2,905´ [´ K_m1 + (F – )´ К_m2] ´ К_у ´ С_imax ´  ´ 10^-7,        (8)

где – наибольший из объемов выгрузки осадка из какого-либо отстойника, м³;

К_m1 – коэффициент учета зависимости величин выбросов от стадии очистки (места объекта в схеме очистки) для стадии заполнения карт, определяемый по таблицам 2, 3;

К_m2 – коэффициент учета зависимости величин выбросов от стадии очистки (места объекта в схеме очистки) для стадии хранения осадка, определяемый по таблицам 2, 3;

F, К_у, С_imax, m_i – то же, что и в формуле (4).

5.6. Валовой выброс i-того загрязняющего вещества от песковых и иловых площадок, G_i,_, т/год, рассчитывается по формуле:

G_i=6,916´К_у´С_iср´[К_m1´(48´+24´)+К_m2´(F´t–48´–24´)]´´10^-10, (9)

где F, К_у, m_i – то же, что и в формуле (4);

С_iср, – то же, что и в формуле (5);

К_m1, К_m2 – то же, что и в формуле (8);

V_т – объём поступившего на площадки осадка за теплый период года, м²;

V_х – объём поступившего на площадки осадка за холодный период года, м².

5.7. Максимальный выброс i-того загрязняющего вещества от полей фильтрации, М_i, г/с, рассчитывается по формуле:

М_i = 2,905 ´ F ´ 0,03 ´ К_m ´  ´ 10^-7,                                (10)

где F, m_i – то же, что и в формуле (4);

К_m – коэффициент учета зависимости величин выбросов от стадии очистки (места объекта в схеме очистки), принимается равным значениям этого коэффициента для объектов очистных сооружений, от которых стоки поступают на поля фильтрации, определяемый по таблицам 2, 3.

5.8. Валовой выброс i-того загрязняющего вещества от полей фильтрации, G_i,_, т/год, рассчитывается по формуле:

(11)

где F, m_i – то же, что и в формуле (4);

С_iср – то же, что и в формуле (5);

К_m – то же, что и в формуле (10).

5.9. Максимальный выброс i-того загрязняющего вещества для объектов очистных сооружений, не указанных в таблицах 5, 6, в том числе, сооружений совместной очистки промышленных и хозяйственно-бытовых стоков, ливневой канализации, очистных сооружений животноводческих комплексов, очистных сооружений предприятий пищевой промышленности, М_i, г/с, рассчитывается по формуле:

М_i = q_imax ´ F ´ 10^-3, (12)

где q_iмах – максимальные удельные выбросы на единицу поверхности объекта очистных сооружений, мг/с*м², определяемые по таблицам 9-12;

F – площадь поверхности объекта очистного сооружения, м², указанная в таблицах 9-12, определяемая по технической документации на очистные сооружения.

5.10. Валовой выброс i-го загрязняющего вещества для объектов очистных сооружений, не указанных в таблицах 5, 6, в том числе, сооружений совместной очистки промышленных и хозяйственно-бытовых стоков, ливневой канализации, очистных сооружений животноводческих комплексов, очистных сооружений предприятий пищевой промышленности, G_i, т/год, рассчитывается по формуле:

G_i = 3,6 ´ q_iср  F  t ´ 10^-6, (13)

где q_iср – средние удельные выбросы на единицу поверхности объекта очистных сооружений, мг/с*м², определяемые по таблицам 9-12;

F – то же, что и в формуле (12);

t – время эксплуатации объекта очистного сооружения, ч/год. Для объектов очистных сооружений, у которых поверхность испарения покрыта льдом в холодное время года, время эксплуатации уменьшают на величину, равную продолжительности нахождения льда на поверхности испарения, ч/год.

6. Примеры расчета выбросов загрязняющих веществ от объектов очистных сооружений

6.1. Мазутоловушка мазутного хозяйства котельной

6.1.1 Исходные данные для расчета

Площадь поверхности объекта F = 80 м².

Площадь открытой поверхности объекта F_o = 5,5 м².

Сбор мазута с поверхности воды производится периодически, устройство для постоянного сбора нефтепродукта и декантатор отсутствуют.

Время эксплуатации объекта t = 5016 ч.

6.1.2 Определение коэффициентов

Значение коэффициента К_у определяется по таблице 1 для соотношения F_o/F=5,5 / 80 = 0,06875, К_у = 0,155

Значения концентраций С_{i max}, C_{i cp} по таблице 5 равны С_{i max} = 4500 мг/м³;

C_{i cp} = 3150 мг/м³.

Молекулярная масса m_i для углеводородов предельных алифатического ряда C11-C19 по таблице 4 равна 150.

Коэффициент К_м по таблице 3 равен 0,53.

6.1.3 Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух

М_C11-C19 = 2,905 ´ 80 ´ 0,155 ´ 4500 ´ 0,53 ´  ´ 10^-7 = 0,203 г/с;

G_C11-C19 = 6,916 ´ 80 ´ 0,155 ´ 3150 ´ 0,53 ´  ´ 5016 ´ 10^-10 = 1,642 т/год.

6.2 Вторичный отстойник очистки хозяйственно-бытовых стоков

6.2.1 Исходные данные для расчета:

Вторичный отстойник расположен по цепи очистки стоков после аэротенков.

Сведения о величине БПК_полн на входе очистных сооружений отсутствуют.

Площадь поверхности объекта F = 50,24 м².

Площадь открытой поверхности объекта F_o = 13,7 м².

Время эксплуатации объекта t = 8040 ч/год.

Значение рН стоков менее 6,5.

6.2.2 Определение коэффициентов

Значение коэффициента К_у определяется по таблице 1 для соотношения F_o/F=13,7/50,24 = 0,273, К_у = 0,200

Значения концентраций С_imax, C_icp по таблице 6, молекулярная масса веществ по таблице 4 равны:

Значение коэффициента К_м по таблице 2 для вторичного отстойника составляет 0,05.

Значение коэффициента К_м для хлора исходя из примечания к таблице 6 равно 1.

При отсутствии сведений о величине БПК_полн на входе очистных сооружений, БПК_полн принимается равной 280 г/л. Пересчет концентраций веществ не требуется.

6.2.3 Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух

М_H2S = 2,905´50,24´0,2´70´0,05´ ´10^-7 = 0,00051 г/с;

М_NH3 = 2,905´50,24´0,2´3.1´0,05´´10^-7 = 0,00003 г/с;

М_CH4 = 2,905´50,24´0,2´600´0,05´´10^-7 = 0,00635 г/с;

М_CH4S = 2,905´50,24´0,2´0.0295´0,05´´10^-7 = 0,0000002 г/с;

М_C2H6S = 2,905´50,24´0,2´0.0520´0,05´´10^-7 = 0,0000003 г/с;

М_Cl2 = 2,905´50,24´0,2´220´1´´10^-7 = 0,0221 г/с;

Выбросы этилмеркаптана и метилмеркаптана по формуле (2) пересчитываем на сероводород:

М_H2S = 0,0000002´ 34/62=0,0000001 г/с;

М_H2S = 0,0000003´ 34/41=0,0000003 г/с;

Итого выбросы сероводорода равны:

М_H2S = 0,00051+0,0000001+0,0000003=0,0005104 г/с.

G_H2S = 6,916´50,24´0,2´41´0,05´ ´8040´10^-10 = 0,0055 т/год;

G_NH3 = 6,916´50,24´0,2´2.2´0,05´ ´8040´10^-10 = 0,0004 т/год;

G_CH4 = 6,916´50,24´0,2´450´0,05´ ´8040´10^-10 = 0,088 т/год;

G_CH4S=6,916´50,24´0,2´0.0205´0,05´´8040´10^-10= 0,000002 т/год;

G_C2H6S=6,916´50,24´0,2´0.0361´0,05´´8040´10^-10=0,000004т/год;

G_Cl2 = 6,916´50,24´0,2´150´1´ ´8040´10^-10 = 0,278 т/год;

Выбросы этилмеркаптана и метилмеркаптана по формуле (2) пересчитываем на сероводород:

G_H2S = 0,000002´ 34/62=0,000001 т/год;

G_H2S = 0,000004´ 34/41=0,000004 т/год;

Итого выбросы сероводорода равны:

G_H2S = 0,0055+0,000001+0,000004=0,005505 т/год.

6.3 Усреднитель химических стоков

6.3.1 Исходные данные для расчета

Площадь поверхности объекта F = 78,5 м².

Площадь открытой поверхности объекта F_o = 78,5 м².

Время эксплуатации объекта t = 8760 ч/год.

Значения концентраций акрилонитрила в стоках на входе очистных сооружений: С_вmax = 0,005 г/л, C_вcp = 0,001 г/л.

6.3.2 Определение коэффициентов

Значение коэффициента К_у определяется по таблице 1 для соотношения F_o/F=78,5/78,5 = 1, К_у = 1,0

Давление насыщенных паров акрилонитрила по таблице 8 равно 38 мм.рт.ст.

Молекулярная масса акрилонитрила по таблице 4 равна 53.

Значение коэффициента К_м по таблице 3 для усреднителя стоков составляет 1.

6.3.3 Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух

Значения концентраций С_{i max}, C_{i cp} рассчитываются по формуле (6).

С_{i max}, = 1,0566 * 38 * 0,005 = 0,201 мг/м³.

C_{i cp} = 1,0566 * 38 * 0,001 = 0,04 мг/м³.

М_АКН = 2,905 ´ 78,5 ´ 1 ´ 0,201 ´ 1 ´  ´ 10^-7 = 0,00018 г/с;

G_АКН = 6,916 ´ 78,5 ´ 1 ´ 0,04 ´ 1 ´  ´ 8760 ´ 10^-10 = 0,00073 т/год.

6.4. Контактный резервуар

6.4.1 Исходные данные для расчета:

Площадь поверхности объекта F = 80 м²;

Площадь открытой поверхности объекта F_о = 80 м²;

Время эксплуатации объекта t = 8760 час/год.

Значение рН стоков 7,5.

6.4.2 Определение коэффициентов

Значения концентраций С_imax, C_icp хлора по таблице 6 равны:

С_{Cl max} = 220 мг/м³ и С_{Cl ср} = 150 мг/м³.

Молекулярная масса хлора по таблице 4 равна 71.

Значение коэффициента К_у определяется по таблице 1 для соотношения F_o/F=80/80 = 1, К_у = 1,0

Значение коэффициента К_м для хлора исходя из примечания к таблице 6 равно 1.

6.4.3 Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух

М_Сl2 = 2,905 ´ 80 ´ 1 ´ 220 ´ 1 ´  ´ 10^-7 = 0,176 г/с;

G_Сl2 = 6,916 ´ 80 ´ 1 ´ 150 ´ 1 ´  ´ 8760 ´ 10^-10 = 2,416 т/год.